测定油箱内油面高度的电路原理图

如图1所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图.该汽车油箱是长方体形容器底面积为0.3m2油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满;其中电源电压恒为12V,R0为定值电阻.为油量表(实际是一只量程为0-0.6A的电流表),Rx为压敏电阻(其厚度不计).关于压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示(汽油的密度为0.70×103kg/m3,g取10N/kg,汽油的热值4.5×107J/kg 液体压强公式p=ρgh)
Rx所受汽油的压强值/Pa 0 420 840 1260
Rx对应的电阻值/Ω 90 50 30 10
(1)油箱装满时,油量表的示数如图2所示,求定值电阻R0的值.(2)当油箱内汽油用完时,油量表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值.(3)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,如图3所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L?(1L=1dm3)?(4)汽油箱装满后,以30KW的恒定功率和90Km/h的速度,在水平高速公路上匀速行驶1.5h时,油量表的指针向左逐渐偏转至油量表的中央刻度处,该汽车的效率为多少?(保留一位小数)
测定油箱内油面高度的电路原理图-有驾
相关知识:
测定油箱内油面高度的电路原理图-有驾
定值电阻即电阻阻值不变的电阻器,定值电阻又简称电阻。我们知道导体电阻大小与导体的长度,横截面面积,材料(就是电阻率:ρ=RS/L,与温度有关).
对于定值电阻来说,显然,它的长度,横截面面积一定。制作定值电阻时,为了能在温度变化情况下保证电阻近似不变一般都是选用电阻率与温度几乎无关的材料做导体(绕制定值电阻)。
也就是说材料的电阻几乎与温度变化无关),一般都是选用些合金材料。
有些电阻还采用双线绕法来保证电阻大小与电流无关。
在定值电阻的表面上写着a欧姆b毫安的意思是:该电阻的阻值是a欧姆,可通过的的最大电流为b毫安。
测定油箱内油面高度的电路原理图-有驾
解:(1)油箱装满时汽油的深度:
h=18cm=0.18m,
Rx所受汽油的压强值:
p=ρgh=0.70×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1260Pa,
查表得,压敏电阻的阻值为Rx=10Ω,
由图2可知,电路中的电流I=0.6A,
由I=UR可得,电路中的总电阻:
R=UI=12V0.6A=20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,定值电阻的阻值:
R0=R-Rx=20Ω-10Ω=10Ω;
测定油箱内油面高度的电路原理图-有驾
(2)当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,由表格数据可知Rx对应的电阻值Rx′=90Ω,
此位置所对应的电流值:
I′=UR0+Rx'=12V10Ω+90Ω=0.12A;
(3)当油量表的指针偏转到图3所示位置时,其示数为I″=0.3A,
这时电路中的电阻Rx″的值:
Rx″=UI''-R0=12V0.3A-10Ω=30Ω,
查表可知对应的汽油压强值为840Pa,由p=ρgh可得:
h′=p'ρg=840Pa0.70×103kg/m3×10N/kg=0.12m,
则行驶300km路程消耗汽油的体积:
V=Sh′=0.3m2×(0.18m-0.12m)=0.018m3=18L,
所以每100km消耗的汽油为6L;
测定油箱内油面高度的电路原理图-有驾
(4)由P=Wt可得,牵引力所做的功:
W=Pt=30×103W×1.5×3600s=1.62×108J,
由ρ=mV可得,消耗汽油的质量:
m=ρV=0.70×103kg/m3×0.018m3=12.6kg,
消耗汽油完全燃烧释放的热量:
Q放=mq=12.6kg×4.5×107J/kg=5.67×108J,
该汽车的效率:
测定油箱内油面高度的电路原理图-有驾
η=WQ放×100%=1.62×108J5.67×108J×100%≈28.6%.
答:(1)定值电阻R0的值为10Ω;
(2)当油箱内汽油用完时,油量表的指针指向某一位置,此位置所对应的电流值为0.12A;
(3)该汽车每行驶100km消耗汽油6L;
(4)该汽车的效率为28.6%.
题解分析:
(1)由题意可知油箱装满时汽油的深度,根据p=ρgh求出Rx所受汽油的压强值,由表格数据可知Rx对应的电阻值,根据图2可知此时电路中的电流,利用欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出定值电阻R0的值;
测定油箱内油面高度的电路原理图-有驾
(2)当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,由表格数据可知Rx对应的电阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流;
(3)由电流表的指针可读出此时的电流,则由欧姆定律可求得电路中的总阻值;则可求得Rx的阻值;则由表格可得出汽油对压敏电阻的压强,则由压强公式可求得汽油的深度,则可知消耗汽油的体积,即可求得每100km消耗的体积;
(4)知道汽车的功率和行驶的时间,根据W=Pt求出牵引力所做的功,由(3)可知消耗汽油的体积,根据m=ρV求出消耗汽油的质量,根据Q放=mq求出消耗汽油完全燃烧释放的热量,根据η=WQ放×100%求出该汽车的效率.
考点点评:
本题,对学生的审题能力、综合分析计算能力等要求较高,难度较大.
0

全部评论 (0)

暂无评论